文档介绍：第五章触发器
这一章,介绍一种新的逻辑部件--触发器。触发器的“新”在于它具有“记忆”功能,它是构成时序逻辑电路的基本单元。本章首先介绍基本RS触发器的组成原理、特点和逻辑功能。然后引出能够防止“空翻”现象的主从触发器和边沿触发器。同时,较详细地讨论RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T'触发器的逻辑功能及其描述方法。最后,通过一个实例帮你进一步体会触发器的“记忆”功能。
基本触发器
一. 基本RS触发器
(1)电路结构。由两个与非门的输入输出端交叉耦合。它与组合电路的根本区别在于,电路中有反馈线。
与非门组成的基本RS触发器(a)逻辑图(b)逻辑符号
它有二个输入端R、S,有两个输出端Q、。一般情况下,Q、是互补的。
定义:当Q=1,=0时,称为触发器的1状态;
当Q=0,=1时,称为触发器的0状态。
(2)逻辑功能表。
R S
Qn
Qn+1
功能说明
0 0
0 0
0
1
×
×
不稳定状态
0 1
0 1
0
1
0
0
置0(复位)
1 0
1 0
0
1
1
1
置1(置位)
1 1
1 1
0
1
0
1
保持原状态
可见,触发器的新状态Qn+1(也称次态)不仅与输入状态有关,也与触发器原来的状态
Qn(也称现态或初态)有关。
触发器的特点:
①有两个互补的输出端,有两个稳态。
②有复位(Q=0)、置位(Q=1)、保持原状态三种功能。
③ R为复位输入端,S为置位输入端,该电路为低电平有效。
④由于反馈线的存在,无论是复位还是置位,有效信号只须作用很短的一段时间。即“一触即发”。
(3)波形分析。
(a)所示,设初始状态为0,已知输入R、,画出输出Q、的波形图。
解:、。
图中虚线所示为考虑门电路的延迟时间的情况。
(自学)
综上所述,基本RS触发器具有复位(Q=0)、置位(Q=1)、保持原状态三种功能,R为复位输入端,S为置位输入端,可以是低电平有效,也可以是高电平有效,取决于触发器的结构。
二. 同步RS触发器
在实际应用中,触发器的工作状态不仅要由R、S端的信号来决定,而且还希望触发器按一定的节拍翻转。为此,给触发器加一个时钟控制端CP,只有在CP端上出现时钟脉冲时,触发器的状态才能变化。具有时钟脉冲控制的触发器状态的改变与时钟脉冲同步,所以称为同步触发器。
当CP=0时,控制门G3、G4关闭,都输出1。这时,不管R端和S端的信号如何变化,触发器的状态保持不变。
当CP=1时,G3、G4打开,R、S端的输入信号才能通过这两个门,使基本RS触发器的状态翻转,其输出状态由R、S端的输入信号决定。。
同步RS触发器(a)逻辑图(b)逻辑符号
同步RS触发器的功能表
R S
Qn
Qn+1
功能说明
0 0
0 0
0
1
0
1
保持原状态
0 1
0 1
0
1
1
1
输出状态与S状态相同
1 0
1 0
0
1
0
0
输出状态与S状态相同
1 1
1 1
0
1
×
×
输出状态不稳定
由此可以看出,同步RS触发器的状态转换分别由R、S和CP控制,其中,R、S控制状态转换的方向,即转换为何种次态;CP控制状态转换的时刻,即何时发生转换。
(1)特性方程。
触发器次态Qn+1与输入状态R、S及现态Qn之间关系的逻辑表达式称为触发器的特性方程。+1的卡诺图,。由此可得同步RS触发器的特性方程为:
RS=0 (约束条件)
(2)状态转换图
状态转换图表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状不变时,对输入信号的要求。
同步RS触发器Qn+ 同步RS触发器的状态转换图
(3)驱动表
同步RS触发器的驱动表
Qn → Qn+1
R S
0 0
0 1
1 0
1 1
× 0
0 1
1 0
0 ×
驱动表是用表格的方式表示触发器从一个状态变化到另一个状态或保持原状态不变时,对输入信号的要求。